浙江省1月高等教育自学考试光纤通信原理试题及答案解析历年试卷及答案解析

浙江省2018年1月高等教育自学考试

光纤通信原理试题

课程代码：02338

一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在

题干的括号内。每小题1分，共10分)

1.决定光纤通信中继距离的主要因素是( )

A.光纤的型号

B.光纤的损耗和传输带宽

C.光发射机的输出功率

D.光接收机的灵敏度

2.弱导光纤中纤芯折射率n1和包层折射率n2的关系是( )

A.n1≈n2

B.n1=n2

C.n1>>n2

D.n1<

3.当V→∞时，光纤中的光能( )

A.大部分集中在纤芯，小部分在包层

B.大部分集中在包层，小部分在纤芯

C.都集中在包层中，纤芯中没有

D.都集中在纤芯中，包层中没有

4.下列哪一种吸收属于光纤的本征吸收?( )

A.SiO2的吸收

B.OH-的吸收

C.Cu2+的吸收

D.V3+的吸收

5.下列哪一项不是要求光接收机有动态接收范围的原因?( )

A.光纤的损耗可能发生变化

B.光源的输出功率可能发生变化

C.系统可能传输多种业务

D.光接收机可能工作在不同系统中

6.光隔离器的作用是( )

A.调节光信号的功率大小

B.保证光信号只能正向传输

C.分离同向传输的各路光信号

D.将光纤中传输的监控信号隔离开

7.光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是( )

A.光源不能产生负信号光

B.将出现长连“1”或长连“0”

C.编码器太复杂

D.码率冗余度太大

8.下列哪一个不是SDH网的特点( )

A.具有全世界统一的接口标准

B.大量运用软件进行系统配置的管理

C.复用映射结构灵活

D.指针调整技术降低了设备复杂性

9.映射是指( )

A.支路信号装入C的过程

B.支路信号适配装入VC的过程

C.VC和TU指针构成TU的过程

D.N个STM-1同步复用进STM-N的过程

10.目前EDFA采用的泵浦波长是( )

A. 0.85μm和1.3μm

B. 0.85μm和1.48μm

C. 0.98μm和1.48μm

D. 0.98μm和1.55μm

二、填空题(每小题1分，共20分)

1.今后光纤通信的发展主方向是________。

2.由公式求得介质薄膜波导的导波模数量m=1.31，该波导中可传输的模式有_______。

3.在多模光纤中，纤芯的半径越_______，可传输的导波模数量就越多。

4.光缆由缆芯、_______和外护层组成。

5.激光振荡器必须包括增益介质、激励源和_______。

6.对LD的直接调制将导致_______，限制光纤通信系统的传输速率和容量。

7.LD属于受激发射发光，而LED属于_______发光。

8.APD的雪崩放大效应具有随机性，由此产生的附加噪声称为_______。

9.限制光接收机灵敏度的主要因素是_______。

10.光纤通信系统中监控信号的传输途径有两个，一个是在光纤中传输，另一个是_______。

11.在mBnB编码过程中不使用的码组称为_______。

12.数字光纤通信系统的抖动常用_______作单位来描述。

13.造成光纤中传输的光波信号出现畸变的重要原因是_______。

14.激光器能产生激光振荡的最低限度称为激光器的_______

15.由于_______的存在，将导致光波的偏振状态沿光纤长度变化。

16.数字光纤通信系统的抖动是指数字信号的_______与其理想时间位置的短时间偏离。

17.SDH传输系统每秒传送8000帧STM-16帧，则该系统的传送速率为_______。

18.在SDH网中，为了网络的OAM，在SDH的帧结构中设置了段开销和_______。

19.EDFA_______(能/不能)对1.3μm的光信号进行放大。

20.EDFA在光纤通信系统中的作用包括作前置放大器、作功率放大器和_______。

三、名词解释题(每小题3分，共15分)

1.光纤的数值孔径

2.偏振

3.网络自愈

4.光波模式

5.暗电流

四、画图题(第1题10分，第2题5分，共15分)

1.画出典型的数字光纤通信系统接收端机的原理框图。

2.画出双向泵浦式EDFA的结构框图。

五、简答题(每小题5分，共20分)

1.简述扰码的作用。

2.简述光接收机中均衡器的作用。

3.简述光纤模拟通信系统中的预失真补偿原理。

4.简述数字光纤通信系统码型选择应满足的主要条件。

六、计算题(每小题10分，共20分)

1.已知阶跃折射率光纤中n1=1.52，n2=1.49。

a.光纤浸没在水中(n0=1.33)，求光从水中入射到光纤输入端面的光纤最大接收角；

b.光纤放置在空气中，求数值孔径。

2.一个二进制光纤传输系统采用LD发射机，工作波长为1.55μm，耦合入光纤的光功率

为0dBm。单模光纤在该波长处的衰减系数α=0.2dB/km。假设光接收机灵敏度N R=1000个光子/比特。若忽略色散的影响，当系统传输速率为2.5Gbit/s时，确定系统能提供的最长传输距离。(h=6.626×10-34J·S)

浙江省2018年1月高等教育自学考试

光纤通信原理试题参考答案

课程代码：02338

一、单项选择题(每小题1分，共10分)

1.B

2.A

3.D

4.A

5.C

6.B

7.A

8.D

9.B 10.C

二、填空题(每空1分，共20分)

1.扩大通信容量延长中继距离

2.TE0，TE1，TM0，TM1

3.大

4.加强元件(或加强芯)

5.光学谐振腔(或激光腔)

6.激光器动态谱线增宽(或激光器光谱加宽)

7.自发辐射

8.倍增噪声

9.噪声

10.通过光缆中附加的金属导线传输

11.禁字

12.UI(或码元时隙)

13.光纤色散

14.阈值条件

15.双折射

16.有效瞬间

17.2.488Gbit/s(或2488.32Mbit/s)

18.通道开销(或路开销)

19.不能

20.作中继器

三、名词解释(每小题3分，共15分)

1.光纤的数值孔径是表示光纤捕获光射线能力的物理量。

2.偏振是指场矢量的空间方位。

3.网络自愈是指在无需人为干预，网络在极短时间内从失效故障状态自动恢复传输所携

的业务。

4.光波模式是指能够独立存在的电磁场的结构形式。

5.由于热激励、宇宙射线或放射性物质的激励，光电检测器在无光情况下仍有电流输出，

这种电流称为暗电流。

四、画图题(第1题10分，第2题5分，共15分)

1.典型的数字光纤通信系统接收端机的原理框图如下

2. 双向泵浦式EDFA 的结构框图如下

五、简答题(每小题5分，共20分)

1.答：扰码的作用是有规律地破坏长连“0”和长连“1”的码流，达到“0”、“1”等概

率出现。

2.答：均衡器的作用是使经过其处理后的信号波形成为有利于判决的波形。

3.答：在光纤模拟通信系统中，由于光源P-I 曲线非线性导致输出光信号出现失真。

为了对这种失真进行补偿，在系统中加入预失真电路，它使调制信号预先产生一个与该失真特性相反的失真，从而补偿P-I 曲线非线性的影响。

4.答：码型选择应满足的主要条件为应避免出现长连“0”或长连“1”，能进行不中断业

务的误码监测，尽量减少码流中直流分量的起伏。

六、计算题(每小题10分，共20分)

1.解：

a.见右图，由折射定律可得

n 0sin α=n 1sin β （1）

n 1sin(90°-β)=n 2sin γ （2）

要使光波能在光纤中传输，右图中的A 点

必须满足全反射条件。因此，当

γ=90°时，式(2)变为

cos β=n n 21

(3) 由式(1)和式(3)联立可得

sin α=n n n 122

20- (4)

将题中已知参量代入式(4)，得到

sin α=152149133022622

...

.-≈ ∴α≈13.06°

即光从水中入射到光纤输入端面的光纤最大

接收角为13.06°。

b.光纤放置在空气中，则n 0=1

NA=n n 122222152

149030-=-≈... 2.解：

根据光纤衰减系数的定义

α=10L P P T R lg (1)

式(1)中L 为光纤长度，P T 和P R 分别为系统发射和接收到的平均功率。

∵P R=N R R b hυ(2)

式中R b表示系统传输速率，υ表示光波频率。将式(2)代入式(1)，经变换后得

L=1010

αυα

λ

lg lg

P

N R h

P

N R hc

T

R b

T

R b

=（3）

将题中已知参量代入式(3)，得到

L=10

02

101015510

10002510662610310

175

036

9348

.

lg

.

..

???

??????

≈

--

-

km

即系统能提供的最长传输距离约为175公里。